En los sistemas de medición por vídeo (VMS), los artefactos de calibración son esenciales para establecer la precisión de las mediciones y mantener la estabilidad del sistema. Ya sea que utilicen escalas de vidrio, escalas de rejilla, placas objetivo u otros estándares geométricos, su función es proporcionar referencias dimensionales confiables y corregir o verificar errores de medición. Según la práctica de la industria, las funciones principales de los artefactos de calibración en VMS se describen a continuación.
1. Establecer referencias de longitud
VMS convierte unidades de píxeles en longitudes físicas mediante imágenes ópticas y procesamiento de imágenes. Para garantizar que el sistema de coordenadas X/Y/Z tenga una referencia física significativa, se utilizan artefactos de calibración con dimensiones conocidas.
Proporcione longitudes estándar verificables
El sistema calcula la relación entre píxeles y longitud utilizando líneas grabadas o características estándar. Por ejemplo, una línea de 1 mm correspondiente a 840 píxeles con un determinado aumento permite al sistema determinar el tamaño de píxel efectivo en el campo de visión actual, garantizando resultados de medición correctos.
Reduzca los errores geométricos inducidos ópticamente
Diferentes aumentos producen distorsiones de la lente, diferencias de campo y variaciones de resolución. El uso de artefactos de calibración para la reasignación de píxeles puede corregir la distorsión, la respuesta no uniforme de los píxeles y las desviaciones de las imágenes de los bordes, lo que hace que el factor de escala sea más estable.
2. Garantizar la precisión y repetibilidad geométrica
Los artefactos de calibración no solo garantizan la precisión de una única medición, sino que también garantizan resultados consistentes en múltiples mediciones.
Corrección de errores lineales
Los errores lineales de etapa surgen de la rectitud del riel guía, los mecanismos de accionamiento o la temperatura ambiental. Medir el desplazamiento real con una escala de rejilla o una escala de vidrio grabado permite al sistema crear una curva de desviación entre las posiciones ordenadas y reales y aplicar una compensación lineal, manteniendo la precisión del posicionamiento durante todo el recorrido.
Compensación del error de magnificación
La magnificación de la lente se ve afectada por la distancia de la imagen, la posición de la ruta óptica y las tolerancias de ensamblaje. Los artefactos de calibración con dimensiones conocidas ayudan a establecer la relación entre el aumento y los factores de escala de la imagen, lo que garantiza la coherencia dimensional al cambiar el aumento.
Corrección de distorsión geométrica
La distorsión de la lente en campos grandes hace que las mediciones de los bordes difieran del centro. El uso de puntos de matriz o líneas grabadas en placas objetivo genera un modelo de distorsión, lo que garantiza un comportamiento geométrico consistente en todo el campo de visión.
Mejora de la repetibilidad
La repetibilidad está influenciada por la estabilidad de la fuente de luz, la temperatura ambiental y las fluctuaciones del procesamiento de imágenes. La medición periódica de dimensiones fijas con artefactos de calibración puede detectar la desviación del sistema y garantizar que las variaciones de medición permanezcan dentro de la tolerancia.
3. Impacto de la precisión de los artefactos de calibración en el modelado de errores
La compensación de errores se basa en el modelo de mapeo de errores del sistema, que se basa en datos medidos a partir de artefactos de calibración. La precisión y estabilidad de estos artefactos afectan directamente la confiabilidad del modelo.
Compensación lineal
Corrige las desviaciones lineales a lo largo de los ejes X/Y/Z a lo largo del recorrido. Los artefactos inexactos pueden cambiar las curvas de compensación y reducir la efectividad.
Compensación no lineal
Aborda errores de etapa locales o desgaste desigual de la guía. La compensación no lineal depende de múltiples puntos de datos, lo que hace que la estabilidad de los artefactos sea crucial para la corrección del algoritmo.
Compensación de distorsión de campo
Mide el desplazamiento de las funciones de calibración en diferentes campos de visión para generar una matriz de distorsión. El desgaste, la contaminación o la expansión térmica de líneas o patrones de puntos reducen la eficacia de la compensación.
4. Conclusión
Los artefactos de calibración en VMS establecen referencias dimensionales, corrigen errores geométricos y verifican la repetibilidad, desempeñando un papel fundamental en el mantenimiento de la precisión del sistema. La selección de artefactos estables y de alta precisión y la realización de calibración y mantenimiento regulares garantizan un rendimiento de medición confiable a largo plazo.